趣味学习三菱PLC之定时器和计数器

小时候总想着，自己要是可以控制时间就好了，给时间按下暂停键，然后把班里的那个死对头打一顿哈哈哈哈哈嗝，做梦呢。虽然我不可以控制时间，但是我可以通过定时器控制PLC的程序执行呀，这也是从另一方面实现我控制时间的的梦想了，激动！

PLC中，定时器和计数器是两个非常主要的编程元件，是PLC程序编制不可或缺的环节。我在之前的文章中简单地扯了一下这两个元件，而现在就是揭秘时刻了，让我们一起来看看它们的庐山真面目吧！

一、定时器

说到定时器，其实我们生活中就有很多它的应用，例如洗衣机的定时选择，烤箱的定时旋钮、空调的定时遥控、定时炸弹（这个还是算了）等。当然，还有电工朋友们比较熟悉的时间继电器也算是一种定时器。而PLC的定时器是一种编程元件，其实它就相当于继电控制系统中的时间继电器。为了便于学习PLC的定时器，我们先来了解一下时间继电器。

在继电控制电路中，如果要用到时间控制，就必须要用到时间继电器，其实我对时间继电器不熟悉，因为我对继电控制电路的接触本来就不多，但是我说过，我是专门去学习了接触器的，时间继电器和接触器有点类似，只不过接触器不能进行时间控制罢了。

要驱动接触器的常开、常闭触点动作，就必须给接触器的线圈通电，同样的，在控制电路中，要使时间继电器的各种触点动作，也是需要驱动条件的，即线圈得电。这让我想起了我平时在家打游戏的时候，如果是其他人叫我吃饭，那我肯定是专注游戏，纹丝不动的，但如果是老妈的狮子吼，还管什么游戏，小命要紧，这里的老妈狮子吼就是驱动条件，而我去吃饭就是触点动作，可以说非常形象了。

根据变化的不同，时间继电器有三种类型触点：瞬时动作、通电延时、断电延时。结合时间继电器常开触点动作时序图，我们可以更为直观的看出其触点的动作过程，特别是"通电延时"和"断电延时"。

通电延时，也就是线圈得电，但触点延时动作，线圈失电，触点马上动作。这就像是我们上课，上课铃响，大家磨磨蹭蹭的挪向教室，但下课铃声一响，大家就跟长跑运动员一样瞬时就不见人影了。断电延时，也就是线圈得电，触点马上动作，线圈失电，触点延时动作。这也像是上课，如果说通电延时是上数学课，那断电延时就是上体育课，上课铃响，大家奔向操场放飞自我，但下课铃响，大家像是七老八十一样慢慢挪回教室。这时的上课铃和下课铃就像线圈的得电与失电，而学生的上课和下课就是触点动作。

在PLC中，定时器作用其实和时间继电器相差无几，都是用于对时间的控制，特别是延时控制，且都需要驱动条件，但PLC的定时器只能进行瞬时动作和通电延时的控制，要实现断电延时，就得通过程序编制。我在前面的文章说过，定时器是字（16位）元件，所以可以对时钟脉冲计数并保存数值，也因为它是16位元件，所以定时的时长是有范围的。

三菱FX2N PLC的定时器分为通用型定时器和积算型定时器。通用型定时器又称非积算定型时器或常规定时器，积算型定时器又称断电保持型定时器。接下来，我们一起看看它们两者有什么不同吧。

1、通用型定时器T0～T245

通用型定时器根据计数时钟脉冲不同分为100ms定时器和10ms定时器。

从上图我们也可以看出，定时器的时钟脉冲是由它们的编号区分的，其中T0～T199为时钟脉冲100ms的定时器，共200个；T200～T245为时钟脉冲10ms的定时器，共46个。例如选用T20这个定时器，那就表示选用了时钟脉冲为100ms的定时器，K20表示十进制数的20，所以T20 K20就表示定时器的定时时间为20个脉冲，即20×100=2s。

因为PLC的定时器类似于继电控制电路的时间继电器，所以，在梯形图中，我们把定时器作为线圈处理，如上图所示，定时器的驱动元件为X1触点，当X1触点闭合，定时器T20（线圈）得电，经过定时时间2s后，定时器的常开触点闭合。

定时器的脉冲数除了可以用十进制数表示外，还可以用数据寄存器D的内容来表示。D就像是一个口袋，里面装着一个数（16位的二进制数），这个数就是计数器的脉冲个数，例如T20 D0，D0里存的数是H10，转换为十进制就是16，这时计数器T20的定时时间就为16×100=1.6s。

这里要注意的是，当通用计数器的驱动信号断开，此时不管计数器的计时时间是否达到设定值，计数器都会复位，计时清零，直到再次被驱动，才开始重新计时。这也是通用型定时器和断电保持型定时器的区别。

2、积算型定时器（断电保持型定时器）T246～T255

顾名思义，断电保持型定时器是指在定时过程中，当驱动信号断开，定时器虽然不能继续计时，但能保持当前计时值，等驱动信号再次恢复，定时器有在原来的计时基础上继续计时，直到累积时间达到设定值，对应触点开始动作。换句话说，就是断电保持型定时器不会自动复位，所以我们想要它复位时，只能用RST指令进行强制复位。

积算型定时器按时钟脉冲不同也可以分为两种。显然这个的数量比通用型的少很多，可能是它比较少用吧。

积算型定时器的工作原理图如上图所示，定时器T250的定时时间为60×100ms=6s，当驱动条件成立，也就是X1接通，定时器T250的线圈得电，开始计时，计到2s时X1断开，虽然定时器的线圈失电，但它的计时依然保持在2s；直到X1再次接通，定时器在2s的基础上继续计时，计到6s后，定时器的常开触点闭合。又因为定时器不会自动复位，所以，就是X1断开，定时器的线圈失电，但它的计时保持在6s，常开触点一直闭合，直到X2触点闭合，RST指令强制复位定时器，定时器的常开触点才会断开。

总的来说就是，通用型定时器只需一个信号就可以控制线圈和触点的通断。而积算型定时器必须要两个信号加上RST指令才能控制其线圈和触点的通断，真麻烦，怪不得比较少用。

定时器在梯形图中非常常用，所以在课程中，李老师举了好几个典型的实例，为了节省大家的阅读时间（并不是为了偷懒哦），我就抽其中一个例子吧。

每一个定时器的定时时间是有限制的，那么，如果我们需要的定时时间超过定时器的最长定时时间，怎么办呢？简单，一个不够，两个来凑。如下图所示，一个定时器最多可以累计32767个时钟脉冲，为了好看，我们就取3万个吧，然后把几个定时器进行接力。这时候，从X0闭合到线圈Y0得电，此间的定时时长就为30000×3×100ms=150min，也就是两个半小时，这也太久了吧。

定时器的各种玩法，我在这就不一一解说啦，大家感兴趣的，可以去看看李老师的课程，或者自己编程试试，反正是用软件编程，也玩不坏。看清了定时器的真面目，我们继续来"探索"计数器吧。

二、计数器

说到计数器，我本来想在淘宝上找一些计数器的图片，然后发现，刷出来的是算盘哈哈，所以，算盘也算是一种计数器吧，我们日常生活中，需要用到计数器的实例好像不多，但在PLC中，计数器的使用也是非常频繁的。

三菱FX2N PLC的内部计数器分为普通计数器和高速计数器两类，课程只介绍了普通型的，所以我也只学了普通型，至于高速型的，可能以后在其他课程再学习了。

在继电控制电路中，计数器作为一种仪表在电路中使用。其基本功能是对输入开关量信号进行计数。类似的，PLC中的计数器也是对内部编程元件（X、Y、M、S、T、C）的信号进行计数，当然，这些信号从接通到断开的时长应长过PLC内部的扫描周期。

就普通计数器而言，PLC内部信号计数器也有两类：16位加计数器和32加/减位计数器。现在，我们就来一一欣赏它们。

1、16位加计数器

16位加计数器又叫16位增量计数器，类似于定时器，也分为通用型和断电保持型，共200个。至于到底是通用型还是断电保持型，和定时器一样，也是通过计数器的编号来区分。而且计数器在梯形图中也是作为线圈处理，总而言之，计数器和定时器的工作原理差不多，区别只不过是在于：定时器计一般的是时钟脉冲信号的个数，而计数器计的是编程元件通断信号（触点脉冲信号）的个数。

如上图所示，C0计数器的设定值是K10，也就是说触点X11通断10次，计数器的触点才会动作。类似于定时器，当PLC断电，通用计数器会自动复位，但和定时器不同的是，定时器的驱动信号断开，定时器也会复位，当计数器前的触点断开，如上图的X11，计时器会进行计数，而不是复位。

其实，16位加计数器和定时器的差别真的不大，所以，这里也不再赘述啦。

2、32位加/减计数器

32位加/减计数器又称双向计数器，它可以从0开始增1计数到设定值，也可以由设定值开始减1到0。和16位的一样，32位加/减计数器也有通用型和断电保持型两类，不过个数比较少，可能也是因为它比较少用吧。

和定时器一样，计数器的设定值除了可以用十进制数K来表示外，也可以用数据寄存器D的内容来表示，不过这里要注意的是，16位加计数器的设定值用一个D就可以寄存，而32位加/减计数器就需要两个相邻的D才行，如D0、D1,且D1为高位，D0为低位。因为D也是16位的，要寄存32位的数，也只能用两个D。

既然32位加/减计数器可以双向计数，那怎样设定它的方向呢？这就要借用特殊辅助继电器M8×××了。怎么借用？别急，我们马上看看到底是什么回事。

如上图所示，该梯形图中用了计数器C200，所以特殊辅助继电器就是M8200。也就是说，特殊辅助继电器的编号要与计数器的编号一一对应，M8后面的编号要和C后面的编号相同。例如你用的计数器是C220，那么对应的特殊辅助继电器就是M8220，依次类推。

当M8200断开（为OFF）时，C200作加法计数，当M8200接通（为ON）时，C200作减法计数。类似于开车，M8200就像是倒车挡，一旦挂倒挡，踩了油门，车子就后退，退出倒车挡，车子就恢复为前进。

另外，32位加/减计数器还有不同于16位加计数器的一点是：在16位计数器中，当计数值达到设定值后，触点动作，就算此后信号脉冲依然在增加，计数器的计数值仍然保持在设定值不变，触点状态也保持不变；而在32位加/减计数器中，当计数值达到设定值后，触点动作，如果此后继续有信号脉冲输入，计数器也会继续计数，但触点状态保持不变。

那32位加/减计数器什么时候触点状态才会再次变化呢？简单，我们还是以上图为例，信号脉冲持续输入，当计数器C200作加法计数达到设定值3后，其常开触点闭合，计数器继续计数3+1+1=5，常开触点保持闭合，此时接通M8200改变计数器的计数方向，计数器开始从5-1-1=3，计数器再次回到设定值3，其常开触点动作从而断开，计数器继续做减1计数，直到达到计数器的阈值或M8200断开。

关于计数器的编程实例，李老师在课程中也列举了几个例子，可能是我脑子比较笨，我觉得这些例都好难理解啊，所以我还要多看几遍，在这里我就不班门弄斧了，以免被一些大神取笑。

那么，这次的分享就到这里，各位读者，下次再会，告辞。

选自《三菱FX PLC编程与应用入门》第五章第17～19课时

技成培训原创，作者：杨思慧，未经授权禁止转载。

时钟处理指令，三菱入门必学知识点

谈及时钟和定时器，想来大家都不陌生，就如我，每天都要定三个闹钟才起得了床去上班，而且我敢肯定，不止我一个人。

关于时钟和定时器，我在之前的文章就有分享过一二，但当时并没有讲到相关的指令，不是我不想讲，而是时机未到。然后我掐指一算，现在时机正好！

在三菱FX PLC 中，可以用于表示时间的有定时器、内部时钟和实时时钟三种，定时器T我在之前的文章已有叙述，在此就不再赘述。

而内部时钟，其实也很简单，就是4个特殊辅助继电器，如下图25-1所示的M8011～M8014。从图25-1可以看到，它们可以发出固定周期的时钟脉冲信号，和我们之前所学的脉冲输出指令有异曲同工之妙。

图25-1

内部时钟继电器和定时器一样，都是触点利用型继电器，但它的时间周期是不可变的，一旦PLC上电，它们就会工作，输出时钟脉冲。结合这些内部时钟和计数器，可以实现闪烁电路的设计等，如下图25-2所示为0.2s闪烁电路梯形图。

图25-2

除此之外，你还能想到内部时钟的哪些应用呢？欢迎留言评论哟~

知道了定时器和内部时钟，实时时钟才是重头戏！因为接下来所分享的时钟处理指令均是与实时时钟有关的。所以在正式学习指令之前，我们先来了解一下实时时钟吧。

三菱FX PLC的实时时钟

所谓实时时钟，即与实际时间相同步，如我们手机、电脑、手表的时间，就是以北京时间为准的。同样的，PLC可以也像电脑那样，记录实际时间，这个时间就保存在特殊数据寄存器D8013～D8019中，如下图25-3所示。

图25-3

图25-3所示为D8013～D8019所保存的时间数据内容。从图中可以看到，这7个寄存器所存的时间数据与实际时间的年、月、日、时、分、秒和星期相对应，称为实时时钟数据。既然是实时时钟数据，很显然，它们也会随着实际时间一秒一秒地变化，不管PLC上电与否。即实时时钟是由PLC内部电池供电运作的。

除上述几个特殊数据寄存器外，与实时时钟有关的软元件还有几个特殊辅助继电器，如下图25-4所示。

图25-4

图25-4已经说明了几个特殊辅助继电器的功能，通过这些功能，我们就可以对实时时钟就行设定啦，例如今晚八点什么的。

显然，如同我们新买的手表要设定时间一样，PLC的实时时钟也需要我们人为地校准。校准的方法不一，如下图25-5所示就是通过梯形图校准的示例，将PLC的时间设定为2021年1月1日0时0分0秒。当实际时间达到设定时间时，马上断开X0，将时间数据写入时钟数据寄存器，并通过M8017就行±30s的修正。

图25-5

还有另外一种方法可以校准实时时钟的时间，那就是通过TWR指令，那也是我接下来要分享的指令之一。

时钟数据读/写指令TRD/TWR

实时时钟的数据可以通过TER指令写入，也可以通过TRD指令读出，那么TRD指令和TWR指令该如何应用呢？请听下回，咳咳，请听这回讲解。

1、时钟数据读出指令TRD

下图25-6所示为TRD指令的编程手册和梯形图形式截图，仅适用于16位，有脉冲执行型和连续执行型两种。TRD指令只有一个操作数D，但其占用7个点。

图25-6

指令的功能就是当驱动条件成立时，把实时时钟的时间数据读取出来，存放到D~D+6中。例如图25-6所示的梯形图，当X0接通，指令将PLC中D8013~D8019的数据传送到D0~D6中。

看到这里，就是不知道大家有没有这样的疑问：D8013~D8019的数据在D~D+6中是怎么分配的呢？答案如下图25-7所示。

图25-7

TRD指令比较简单，我们再接着看TWR指令。

2、时钟数据写入指令TWR

下图25-8所示为TWR指令的编程手册和梯形图形式截图，仅适用于16位，有脉冲执行型和连续执行型两种，但在实际应用时，应使用脉冲执行型，即TWRP。

图25-8

从指令的名字上，我们也可以区分TWR指令和TRD指令的不同。显然，TWR指令是TRD指令的反向操作，它们的两者的功能相反。

TWR指令也只有一个操作数S，占用7个点。当驱动条件成立时，将S~S+6中设定好的时钟数据写入PLC的时钟寄存器D8013~D8019中，写入成功后，PLC的实时时钟数据立刻被更改。其中S~S+7的数据对应D8013~D8019的内容如下图25-9所示。

图25-9

知道了TWR指令的功能后，回想上文提到的PLC实时时钟校准问题，显然TWR指令的应用也很简单，如下图25-10所示为其梯形图示例，将PLC的时间设定为2021年1月25日16时40分30秒。TWR指令用于时钟设定时，无需将 M8015置ON。

图25-10

这里要注意到是，当我们在设置时间的时候，应提前编写好梯形图，例如要将时间设定为2021年1月25日16时40分30秒，我们应提前1~2分钟，也就是在16时38分左右就要将梯形图编好，然后等时间到达设定时间，驱动指令执行。

另外，TWR指令提供了另外一种设定PLC时间的方法，但在实际应用中，TWR指令也可以随我们心情写入任何数据，当然，这个数据不能超出设定范围。

TWR指令和TRD指令的应用示例

TWR指令和TRD指令都比较简单，它们在实际的应用中也很方便，如对设备的定时通断电、定时操作等。接下来，参照李老师的课程，我在这里给大家展示两个TWR指令和TRD指令的使用程序吧！

1、控制要求为：在1月29日晚上10点半关闭PLC的所有输出，其程序如下图25-11所示。

图25-11

首先将要关闭输出的时间（月、日、时、分、秒）传送到D11~D15中，然后通过TRD指令将PLC的时间读出，与D11~D15设定的时间相比较，若全部相等，驱动M8034，关闭PLC的所有输出。其中用到的M500作为停电保持用。

2、控制要求为：PLC开机即计时，7天后停止M0，14天后停止M1，21天后停机检测，其程序如下图25-12所示。

图25-12

开机即将PLC时间设定为21年2月1日0时0分0秒并开始计时，然后达到对应时间停止响应输出，其中M500亦为停电保持用。

综上，TWR指令和TRD指令的理解和应用都比较简单，用起来也很方便。而时钟处理指令除了WR指令和TRD指令外，还有其他指令我们将在下一篇文章讲解。

（来源：技成培训网，作者：杨思慧，未经授权不得转载，违者必究！）

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